Pósfay Péter. ELTE, Wigner FK Témavezetők: Jakovác Antal, Barnaföldi Gergely G.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Pósfay Péter. ELTE, Wigner FK Témavezetők: Jakovác Antal, Barnaföldi Gergely G."

Zsombor Török
4 évvel ezelőtt
Látták:

1 Pósfay Péter ELTE, Wigner FK Témavezetők: Jakovác Antal, Barnaföldi Gergely G.

2 A Naphoz hasonló tömegű csillagok A Napnál 4-8-szor nagyobb tömegű csillagok 8 naptömegnél nagyobb csillagok Vörös óriás Szupernóva robbanás Fehér törpe Neutroncsillag Fekete lyuk

3 Méret: Csillag viszonylatban kicsik Aszteroida méretűek: sugaruk kb. 10 km

4 Tömeg: 1-2 Nap(rendszer)nek megfelelő tömeg Neutroncsillag

5 Sűrűség: (a víz sűrűségéhez képest) 1 Nap tömeg 10 km sugarú gömb térfogata proton tömege Vas atom térfogata Neutron csillag sűrűsége Vas atommag sűrűsége A neutroncsillag egy nagy atommag! Egy teáskanálnyinak megfelelő anyag a neutroncsillagból 900 Gízai piramisnak megfelelő tömegű.

A kvantummechanika nem engedi, hogy az elektron a magba kerüljön, a köztük lévő vonzás ellenére sem.

6 Atomok alaphelyzetben Mag (n, p) + e - Gravitáció Nagy nyomású maganyag Mag: p + Mag: n 0 Héj: e - n 0 n 0 n 0 n 0 n 0 n 0 A mag pici, míg az e - felhő nagy! A kvantummechanika nem engedi, hogy az elektron a magba kerüljön, a köztük lévő vonzás ellenére sem szeres térfogat csökkenés A csillag tömegének 90%-át neutronokból és protonokból álló nagy sűrűségű maganyag adja. A maganyag 95%-át neutronok adják, innen az elnevezés.

7 Kozmikus világítótorony mágneses tengely forgástengely Az első pulzárt 50 éve, 1967-ben fedezte fel Jocelyn Bell Burnell és Antony Hewish A kibocsájtott jel olyan szabályos volt, hogy először földönkívüli rádióadásnak vélték Forgási periódus: 1/1000 s - 10 s

válik. A neutroncsillagok nagyon közel vannak ehhez, majdnem feketelyukak.

8 A nagy sűrűség és tömeg miatt a neutroncsillag leírásához szükség van az általános relativitáselméletre A Schwarzschild-sugár: Ha az égitest sugara kisebb, mint a tömegéhez rendelt R=2GM/c 2 sugár, akkor feketelyukká válik. A neutroncsillagok nagyon közel vannak ehhez, majdnem feketelyukak. A szökési sebesség a felszínen a fénysebesség kb. 40 %-a. Égitest Schwarzschild - sugár/sugár Föld Nap 10-6 neutroncsillag Feketelyuk 1

9 A neutroncsillagok sűrűsége az atommagéval vetekszik, ezért várhatóan a leírásához magfizikai modellekre van szükség. A neutroncsillagokban olyan állapotban van jelen az anyag (nagy sűrűség, kis hőmérséklet), ami a Földön nincs jelen, és még részecskegyorsítókkal sem állítható elő. A neutroncsillagok ezért a magfizika égi laboratóriumaiként szolgálnak.

10 Állapotegyenlet A maganyagot jellemzi: nyomás, sűrűség, energia, hőmérséklet Tömeg, Sugár Megfigyelések Asztrofizika

11 Hidrosztatikai egyensúly neutroncsillagokra Állapotegyenlet Gravitációs vonzás ÁLTALÁNOS RELATIVITÁS ELMÉLET Tömeg, Sugár Maganyag nyomása MAGFIZIKA Megfigyelések

12 Tömeg [naptömeg] Állapotegyenlet Tömeg, Sugár megengedett Megfigyelések Sugár [km]

13 Tömeg [naptömeg] Állapotegyenlet Tömeg, Sugár megengedett Megfigyelések Sugár [km]

14 2017-ben a Nemzetközi Űrállomásra telepített NICER kísérlet célja a neutroncsillagokra vonatkozó nagy precizitású mérések elvégzése. Becslések szerint 5-10%-os hibával képes lesz a neutroncsillagok sugarát meghatározni, ami jelentős fejlődés a jelenlegi módszerekhez képest.

15 A jóslatok szerint a bespirálozó neutroncsillag kettősök leggyakoribb gravitációshullám-források közt vannak. A két egymás körül keringő égitest energiát veszít gravitációs hullám kibocsájtása által. Egyre közelebb kerülnek egymáshoz, míg végül összeolvadnak. Összeolvadás közben bocsájtják ki a legnagyobb energiájú hullámokat. idő bespirálozás összeolvadás lecsengés

keringési idő változik a gravitáció hullámok kibocsájtása

16 Eddig 4 gravitációs hullámot detektáltak, de egyik sem származik neutroncsillagoktól Taylor-Hulse pulzár: A keringési idő változik a gravitáció hullámok kibocsájtása miatt A Taylor-Hulse neutroncsillag kettős pályájának degradációja

neutroncsillag rugalmasságát a Love-number jellemzi A kibocsájtott gravitációs

17 Állapotegyenlet Lovenumber Gravitációs hullámok A gömb alak torzul a gravitáció miatt A torzulás az anyagtól (állapotegyenlettől) függ A neutroncsillag rugalmasságát a Love-number jellemzi A kibocsájtott gravitációs hullámok függnek a torzulástól, a Love-numbertől 1. Neutron csillag Gravitáció 2. Neutron csillag

18 Magfizika, részecskefizika Általános relativitáselmélet, gravitációs hullámok Asztrofizika, megfigyelések

19 A neutroncsillagok vizsgálata 3 tudomány határterülete Magfizika Relativitáselmélet Nagyenergiás asztrofizika A gravitációs hullámok felfedezésének, és egyre pontosabb megfigyelési eszközök fejlesztésének köszönhetően dinamikusan fejlődő terület

20 Köszönetkinyilvánítás: A szerzők köszönetüket szeretnék kifejezni az NKFIH OTKA K120660, K104292, K pályázatoknak, valamint az MTA NKM-81/2016 MTA- UA bilaterál mobilitási programnak. BGG és PP köszönettel tartozik a NewCompStar (MP1304) és THOR (CA15213) COST akciópályázatok nyújtotta támogatásért. Ábrák forrásai: :

Hasonló dokumentumok

Csillagászat. A csillagok születése, fejlődése. A világegyetem kialakulása 12/C. -Mészáros Erik -Polányi Kristóf

Csillagászat. A csillagok születése, fejlődése. A világegyetem kialakulása 12/C -Mészáros Erik -Polányi Kristóf - Vöröseltolódás - Hubble-törvény: Edwin P. Hubble (1889-1953) - Ősrobbanás-elmélete (Big